仲福增

（中鐵十五局集團(tuán)第五工程有限公司，天津 300133）

0 引言

隨著新時(shí)代的到來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提高，鐵路建設(shè)也在不斷興起，并在我國(guó)社會(huì)持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。本文以鄭萬(wàn)鐵路的特大橋工程項(xiàng)目管理為背景，以建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)度、質(zhì)量、安全、控制等管理目標(biāo)為主線，探索應(yīng)用 BIM 進(jìn)行深化設(shè)計(jì)、進(jìn)度跟蹤、質(zhì)量安全和物資管控等實(shí)施方法。

1 項(xiàng)目概況

鄭萬(wàn)鐵路由鄭州至重慶萬(wàn)州段組成，途經(jīng)河南省、湖北省、重慶市 3 個(gè)省市，是中國(guó)鐵路網(wǎng)中長(zhǎng)期規(guī)劃的重要客運(yùn)專線，也是北京至昆明客運(yùn)專線的重要組成部分。筆者單位承建的 ZWZQ-7 標(biāo)段，起點(diǎn)為方城站，途徑三縣區(qū)四鄉(xiāng)鎮(zhèn)（南陽(yáng)市宛城區(qū)紅泥灣鎮(zhèn)、社旗縣橋頭鎮(zhèn)、方城縣清河鄉(xiāng)和趙河鎮(zhèn)）。而在鄭萬(wàn)鐵路 DK244+384 的位置，是對(duì)南水北調(diào)的干渠進(jìn)行了跨越，并要求此跨越范圍的下穿干渠水質(zhì)實(shí)行“零污染”施工（見圖 1）［1］。項(xiàng)目環(huán)境復(fù)雜施工組織難度較大，項(xiàng)目本身對(duì)施工質(zhì)量要求高，涉及施工專業(yè)、隊(duì)伍和機(jī)械多，影響施工質(zhì)量與風(fēng)險(xiǎn)因素多，質(zhì)量安全控制難［2］。

2 組建 BIM 中心

圖1 74+160+74 m 連續(xù)梁-拱成橋效果圖

項(xiàng)目施工前期，項(xiàng)目部及上級(jí)單位兩級(jí)人員對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行全程參與，確定了本項(xiàng)目的 BIM 平臺(tái)的服務(wù)商。在全公司范圍內(nèi)，對(duì)選擇 BIM 實(shí)施專業(yè)人員提出了一定的標(biāo)準(zhǔn)要求，需要掌握電腦軟件的基本操作并具備施工經(jīng)驗(yàn)豐富、溝通表達(dá)能力較強(qiáng)、責(zé)任心較強(qiáng)的技術(shù)人員［3］。

本項(xiàng)目由項(xiàng)目經(jīng)理全面領(lǐng)導(dǎo)，以 BIM 中心為核心，相關(guān)的業(yè)務(wù)部門參與協(xié)同工作，一線工點(diǎn)技術(shù)人員和安全人員共同參與。項(xiàng)目建立健全了 BIM 技術(shù)應(yīng)用相應(yīng)的規(guī)章制度，按照?qǐng)D紙的設(shè)計(jì)要求并根據(jù)高速鐵路線性工程要求的實(shí)際情況組織建模工作［4］。在對(duì) 160 m 鋼管拱肋模型進(jìn)行建立的過(guò)程中，需要對(duì)所有的族庫(kù)構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化，保證后期使用的便利性。在對(duì)模型導(dǎo)入 BIM5D 平臺(tái)的過(guò)程中，需要將通過(guò)審核的模型進(jìn)行導(dǎo)入，還需要對(duì)編排好的工期計(jì)劃進(jìn)行導(dǎo)入平臺(tái)工作，促進(jìn) BIM 實(shí)施準(zhǔn)備工作的完成。在對(duì) BIM5D 手機(jī)移動(dòng)端使用進(jìn)行培訓(xùn)工作的過(guò)程中，培訓(xùn)人員包括一線技術(shù)人員和專職安全人員［5］。

在 BIM 實(shí)施階段的過(guò)程中，BIM 中心負(fù)責(zé)定期維護(hù)模型，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全面管控。專職安全人員和一線技術(shù)人員在對(duì)正確使用 BIM5D 移動(dòng)端進(jìn)行培訓(xùn)的過(guò)程中，負(fù)責(zé)督促的人員需要對(duì)培訓(xùn)工作進(jìn)行合理的指導(dǎo)工作；不僅需要加強(qiáng)進(jìn)度模塊的應(yīng)用，同時(shí)還需要加強(qiáng)質(zhì)量安全模塊的應(yīng)用。

3 BIM 應(yīng)用

3.1 BIM 審核構(gòu)件工程量

在對(duì)所需部位的構(gòu)建混凝土數(shù)量進(jìn)行提取的過(guò)程中，可應(yīng)用兩種方式進(jìn)行提取：①利用已經(jīng)導(dǎo)入BIM5D 平臺(tái)構(gòu)建工程量的查詢功能進(jìn)行提?。虎趹?yīng)用已經(jīng)建立完成 Revit 模型的查詢功能進(jìn)行提取。以表格形式進(jìn)行匯總并分發(fā)給工程部，工程部會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)量差別的實(shí)際情況，來(lái)找取相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通交流，對(duì)該工程的數(shù)量進(jìn)行修正，以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益［6］。所需部位構(gòu)建混凝土的數(shù)量能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)混凝土的數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化的控制工作。

在應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)對(duì)鋼筋復(fù)核功能和 BIM 構(gòu)建工程量功能的運(yùn)用，不僅降低了項(xiàng)目構(gòu)件混凝土和鋼筋數(shù)量不足的問(wèn)題，同時(shí)還降低了企業(yè)材料不足而帶來(lái)的影響。在運(yùn)用構(gòu)件工程量的過(guò)程中，能夠?qū)﹄p曲線托盤、頂帽、不規(guī)則散水坡，連續(xù)梁節(jié)塊，張拉齒塊，吊桿橫梁等復(fù)雜構(gòu)件的設(shè)計(jì)錯(cuò)漏問(wèn)題進(jìn)行修正工作；在對(duì)報(bào)量進(jìn)行精細(xì)化的過(guò)程中，不僅對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土損耗偏差超過(guò) 2 % 的現(xiàn)象進(jìn)行解決處理，而且把現(xiàn)場(chǎng)混凝土損耗偏差控制在 2 % 以內(nèi)，因此提高了物料管理水平［7］。

3.2 深化設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)鋼筋下料面臨算量偏差、裁切無(wú)章等問(wèn)題，造成鋼筋成本的增加。在鋼筋工程施工圖中融入 BIM 技術(shù)，能夠摒棄傳統(tǒng)平法施工圖的諸多局限性，把鋼筋放樣圖清晰地呈現(xiàn)出來(lái)，既簡(jiǎn)單，又直觀，拋棄了以往厚厚的圖紙，在一個(gè)模型中，即可找到所需的各種配筋信息及鋼筋布置方式，提高了布筋的準(zhǔn)確度，大大增強(qiáng)了施工人員的工作效率。

建立基于 Revit 實(shí)體配筋技術(shù)導(dǎo)入鋼筋下料優(yōu)化方法初步程序，為后期開發(fā)下料插件提供思路，以達(dá)到優(yōu)化鋼筋的下料，減少資源的浪費(fèi)。

通過(guò) Navisworks 鋼筋與三向金屬波紋管和張拉槽口碰撞檢測(cè)，解決了保護(hù)層厚度控制不佳的難題。BIM 精細(xì)化報(bào)量，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件模型量扣除明細(xì)表提取的鋼筋和波紋管所占的體積，大大地減少了混凝土的損耗，降低了能耗。

3.3 進(jìn)度管理

通過(guò) BIM 技術(shù)將施工項(xiàng)目的信息錄入到數(shù)字模型中，將建筑構(gòu)件通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行表達(dá)，建立三維動(dòng)畫，可將建筑項(xiàng)目直觀呈現(xiàn)，讓現(xiàn)場(chǎng)管理人員更加清楚施工流程和進(jìn)度，提高管理人員的責(zé)任意識(shí)。利用BIM 技術(shù)可以將項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行分解，將項(xiàng)目進(jìn)度控制的單元縮小，降低進(jìn)度管理的難度，同時(shí)提高進(jìn)度管理的精度（見圖 2）。進(jìn)度管理人員可以將項(xiàng)目三維模型與施工工藝結(jié)合起來(lái)，將施工項(xiàng)目的每道工序都具有時(shí)間屬性，這種時(shí)間屬性若體現(xiàn)在模型構(gòu)件上，項(xiàng)目管理的重難點(diǎn)就可以很快被發(fā)現(xiàn)，而且還可以根據(jù)模型構(gòu)件屬性，直觀認(rèn)識(shí)到哪些構(gòu)件已經(jīng)施工完畢，哪些構(gòu)件已經(jīng)處于養(yǎng)護(hù)階段等，讓施工進(jìn)度管理人員非常直觀地了解項(xiàng)目進(jìn)度情況、項(xiàng)目各工序之間的搭接關(guān)系，有利于建筑項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)管理。

圖2 計(jì)劃進(jìn)度的模擬建造分析

在 BIM 平臺(tái)上，每個(gè)進(jìn)度管理單元都對(duì)應(yīng)著一個(gè)小的管理模型，只要點(diǎn)開模型，就可以看到進(jìn)度單元的開始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、結(jié)束時(shí)間。在施工進(jìn)度檢查中，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)工期滯后的天數(shù)，收集進(jìn)度控制單元的實(shí)際時(shí)間參數(shù)，然后與計(jì)劃進(jìn)度參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從而找出影響施工進(jìn)度的原因，及時(shí)糾正，保證項(xiàng)目能夠如期完工。

3.4 物資管控

通過(guò) BIM 軟件對(duì)項(xiàng)目的材料用量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分專業(yè)、單體，分層、分構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)施工生產(chǎn)計(jì)劃編制材料計(jì)劃，根據(jù)施工進(jìn)度要求導(dǎo)出所需的材料用量。以混凝土為例，系統(tǒng)對(duì)每個(gè)月混凝土實(shí)際用量進(jìn)行資源分配，在自動(dòng)生成的過(guò)程中，根據(jù)錄入進(jìn)度的實(shí)際信息來(lái)進(jìn)行資源分配的生成。項(xiàng)目工程試驗(yàn)室可以根據(jù)不同標(biāo)號(hào)混凝土的情況進(jìn)行外加劑、水泥、沙子和石子用量的推算?？蓪?duì)工程量進(jìn)行調(diào)取查看并通過(guò) 5 D 量與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際消耗量進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行材料用量的整體把控。為了能夠保證備料的準(zhǔn)確性，物資部門需要根據(jù)試驗(yàn)室提供的配比進(jìn)行備料。

通過(guò)對(duì)物資的綜合管控，提高了物資管理人員按要求提取工程量信息工作的效率。通過(guò)對(duì)進(jìn)度任務(wù)的拆分，保證了備料的準(zhǔn)確性，降低施工成本，促進(jìn)了項(xiàng)目租金周轉(zhuǎn)使用率的提升，在一定程度上提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 質(zhì)量安全管理

利用 BIM5D 平臺(tái)對(duì)重大安全源及重要質(zhì)量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)巡視，把現(xiàn)場(chǎng)收集的照片上傳至手機(jī)移動(dòng)端，并指定相關(guān)人員整改，通過(guò)移動(dòng)端對(duì)整改情況進(jìn)行檢查，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、安全問(wèn)題全員參與、協(xié)同解決。發(fā)起人對(duì)問(wèn)題照片進(jìn)行定位上傳，責(zé)任人收到通知后進(jìn)行整改，并將整改后的照片上傳。各參建方通過(guò) PC 端、網(wǎng)頁(yè)端的數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)參與現(xiàn)場(chǎng)管理。發(fā)起人查看驗(yàn)收合格后關(guān)閉該問(wèn)題，整改完成。減少原有匯報(bào)過(guò)程中出現(xiàn)信息遺漏缺失問(wèn)題，方便公司及項(xiàng)目相關(guān)部門進(jìn)行監(jiān)督檢查和管理，節(jié)省匯報(bào)時(shí)間，提高工作效率。并且有效對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)安問(wèn)題發(fā)生率進(jìn)行控制，減少安全隱患，使項(xiàng)目效益目標(biāo)得到保證、工程安全目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

3.6 施工現(xiàn)場(chǎng)管理

一線技術(shù)人員和安全人員均需安裝 BIM5D 手機(jī)移動(dòng)端。在拍攝進(jìn)度照片的過(guò)程中，需要根據(jù)工點(diǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行拍攝，不僅每天由工點(diǎn)技術(shù)人員對(duì)拍攝的進(jìn)度照片進(jìn)行上傳，還需要對(duì)上傳的進(jìn)度照片進(jìn)行詳細(xì)的介紹，同時(shí)需要對(duì)工種和作業(yè)人員的數(shù)量進(jìn)行輸入。

BIM5D 平臺(tái)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，通過(guò)施工模擬總體的施工順序、每一層的施工工藝流程，確定最優(yōu)的施工方案。在對(duì)模塊進(jìn)行升級(jí)之后，模塊已經(jīng)具備了云文檔的功能。通過(guò)對(duì)新增云文檔的運(yùn)用，從原來(lái)攜帶大量數(shù)據(jù)資料、圖紙檔案到現(xiàn)場(chǎng)的施工方式轉(zhuǎn)變?yōu)槭謾C(jī)移動(dòng)端及 PC 端平臺(tái)上，選擇單一構(gòu)件得到資料，包括該構(gòu)件在整個(gè)施工過(guò)程中涉及的圖紙信息、合同信息、報(bào)驗(yàn)檢驗(yàn)文件等，實(shí)現(xiàn)了資料查閱不受條件制約。

在實(shí)際應(yīng)用管控點(diǎn)模塊時(shí)，引入工藝工法庫(kù)，一線技術(shù)人員在手機(jī)上可隨時(shí)查看技術(shù)交底、施工工藝、質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容。在對(duì)構(gòu)建跟蹤功能進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量的過(guò)程中，需要對(duì)監(jiān)控預(yù)警功能的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)管理手段的提高。通過(guò)對(duì)云文檔的利用，可以查詢工藝工法之外的數(shù)據(jù)，例如，連續(xù)梁節(jié)塊掛籃立模標(biāo)高指令等數(shù)據(jù)。BIM5D 手機(jī)移動(dòng)端的首次運(yùn)用，不僅顛覆了傳統(tǒng)技術(shù)的低效率，還讓一線技術(shù)人員感受到了信息技術(shù)的力量。通過(guò)構(gòu)建一個(gè)共享信息的平臺(tái)，打通了信息傳遞的障礙，尤其是在質(zhì)量安全模塊體現(xiàn)的更為明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目部將目前最先進(jìn)的 BIM 技術(shù)，應(yīng)用在工程量審核、施工設(shè)計(jì)、進(jìn)度、質(zhì)量、安全、預(yù)算管控等方面。利用 BIM 技術(shù)的強(qiáng)大功能，力爭(zhēng)妥善解決二維圖紙工程量審核難，鋼筋排布不合理，復(fù)雜構(gòu)件鋼筋下料尺寸難以解決的問(wèn)題。

通過(guò)大數(shù)據(jù)的信息支撐和現(xiàn)有的軟件技術(shù)手段達(dá)到項(xiàng)目協(xié)同、部門協(xié)同、企業(yè)協(xié)同，最終達(dá)到并完成項(xiàng)目精細(xì)化管理、企業(yè)信息化管理，切實(shí)應(yīng)用到項(xiàng)目上會(huì)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。今后要進(jìn)一步提高建模質(zhì)量和效率，提取更加準(zhǔn)確的材料用量，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)軟件和現(xiàn)場(chǎng)協(xié)同辦公，共同創(chuàng)造更好的成績(jī)。